七件华夏发明重器，领先世界千年

来源：古建网发布时间：2017-04-30 围观：2350次

地动仪

地动仪，是汉代科学家张衡的传世杰作。它有八个方位八条口含珠子的龙，在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方向有地震发生，该方向龙口所含铜珠即落人蟾蜍口中。这比起西方用仪器记录地震的历史早了1000多年。

世界上第一架测定地震及其方位的仪器——地动仪，它的发明者便是中国古代著名的地理学家、天文学家、数学家、文学家、发明家张衡。

我们都知道张衡是东汉时候杰出的天文学家。他从小就爱想问题，对周围的事物，总要寻根究底，弄个水落石出。

据说一个夏天的晚上，小张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉。他坐在一张竹床上，仰着头，呆呆地看着天空中悬着的月亮，并不停地询问爷爷，月亮的光是从何处而来，为什么每晚的月亮有时圆有时缺呢。然而，爷爷始终没有给小张衡答复。

自然界的奥秘一直充盈着张衡的好奇心，他常常一个人关在书房里读书、研究，还常常站在天文台上观察日月星辰。

于是，张衡把书本知识以及观察到的材料，进行综合分析研究，并将研究的心得写成了一本书，叫做《灵宪》。这本书全面阐述了天地的生成、宇宙的演化、天地的结构、日月星辰的本质及其运动等诸多重大课题。
张衡根据《灵宪》的理论，开始设计、制造仪器了。

成功总是来之不易的。不知张衡熬过了多少个不眠之夜，研制出当时世界上最先进的天文仪器——浑天仪。浑天仪装在一个倾斜的轴上，利用水力转动，它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等。而且在张衡所造的浑天仪上，可以清晰地看到太空中的星象。

后来，张衡经过努力钻研，又发明创造了世界上第一架能预报地震的仪器——地动仪。这个地动仪，整体结构是钢铸造的，形状像个酒坛子，四周铸着八条龙，每条龙口里含着一个小铜球。只要哪一条龙口中的铜球吐了出来，就预示着那个方向发生地震了。但是，张衡所研制的地动仪无法记录发震时刻，更无法记录震级，只能预测地震发生的方位。

司南

司南，发明于战国时期，古代辨别方向用的一种仪器。勺子是天然磁石制成，放在一个光滑的盘上，盘上刻着方位，利用磁铁指南的作用，可以辨别方向，是现在所用指南针的始祖。司南由理论基础到制造成功起码要有5000多年历史。

传统的观点认为司南是中国汉代甚至战国时代华夏劳动人民发明的一种最早的指示南北方向的指南器，还不是指南针。据《古矿录》记载最早出现于战国时期的河北磁山（今河北省邯郸市磁山一带）一带。司南的发明是我国古代劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石吸引铁的性质，后来又发现了磁石的指向性。经过多方面的实验和研究，终于发明了实用的指南针。最早的指南针是用天然磁体做成的，这说明古代华夏劳动人民很早就发现了天然磁铁及其吸铁性。据古书记载，远在春秋战国时期，由于正处在奴隶制社会向封建社会过渡的大变革时期，生产力有了很大的发展，特别是农业生产更是兴盛发达，因而促使了采矿业、冶炼业的发展。在长期的生产实践中，人们从铁矿石中认识了磁石。最早的指南针是司南。

日晷

日晷，又称日规，是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针。

日晷工作原理：

在一天中，被太阳照射到的物体投下的影子在不断地改变着：

第一是影子的长短在改变。早晨的影子最长，随着时间的推移，影子逐渐变短，一过中午它又重新变长；

第二是影子的方向在改变。在北回归线以北的地方，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在东方。从原理上来说，根据影子的长度或方向都可以计时，但根据影子的方向来计时更方便一些。故通常都是以影子的方位计时。随着时间的推移，晷针上的影子慢慢地由西向东移动。移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。

早晨，影子投向盘面西端的卯时附近；当太阳达正南最高位置（上中天）时，针影位于正北（下）方，指示着当地的午时正时刻。午后，太阳西移，日影东斜，依次指向未、申、酉各个时辰。

浑天仪

浑天仪，是我国古代的一种天文观测仪器。最外面的那个圆环叫做子午环，中间圆环叫做赤道环，最里面的圆环叫做赤经环，赤经环与金属轴相交于两点，一点指向北天极，另一点指向南天极。根据赤道环和赤经环上的刻度来确定星体在天空中的位置。

浑天仪是浑象和浑仪的总称。

浑象的构造是一个大圆球上刻画或镶嵌星宿、赤道、黄道、恒稳圈、恒显圈等，类似天球仪。

浑仪是一观测仪器，内有窥管，亦称望管，用以测定昏、旦和夜半中星以及天体的赤道坐标，也能测定天体的黄道经度和地平坐标。浑仪由早期四游仪和赤道环组成。从汉代到北宋浑仪增加了黄道环、地平环、子午环、六合仪、白道环、内赤道环、赤经环等。北宋的沈括取消白道环、改变一些环的位置。元代郭守敬取消了黄道环，并把原有的浑仪分为两个独立的仪器：简仪和立运仪。

圭表

圭表，是一种测天仪器，它由垂直的表和水平的圭组成。圭表的主要功能是测定冬至日所在，并进而确定回归年长度，此外，通过观测表影的变化可确定方向和节气。

很早以前，人们发现房屋、树木等物在太阳光照射下会投出影子，这些影子的变化有一定的规律。于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化，这根立竿或立柱就叫做“表”；用一把尺子测量表影的长度和方向，则可知道时辰。后来，发现正午时的表影总是投向正北方向，就把石板制成的尺子平铺在地面上，与立表垂直，尺子的一头连着表基，另一头则伸向正北方向，这把用石板制成的尺子叫“圭”。正午时表影投在石板上，古人就能直接读出表影的长度值。

　　经过长期观测，古人不仅了解到一天中表影在正午最短，而且得出一年内夏至日的正午，烈日高照，表影最短；冬至日的正午，煦阳斜射，表影则最长。于是，古人就以正午时的表影长度来确定节气和一年的长度。譬如，连续两次测得表影的最长值，这两次最长值相隔的天数，就是一年的时间长度，难怪我国古人早就知道一年等于365天多的数值。

　　在现存的河南登封观星台上，40尺的高台和128尺长的量天尺也是一个巨大的圭表。仪征铜圭表

漏刻

漏刻，是古代的一种计时工具，漏是指计时用的，刻是指划分一天的时间单位，它通过漏壶的浮箭来漏刻，计量一昼夜的时刻。
最初，人们发现陶器中的水会从裂缝中一滴一滴地漏出来，于是专门制造出一种留有小孔的漏壶，把水注入漏壶内，水便从壶孔中流出来，另外再用一个容器收集漏下来的水，在这个容器内有一根刻有标记的箭杆，相当于现代钟表上显示时刻的钟面，用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上，容器盖的中心开一个小孔，箭杆从盖孔中穿出，这个容器叫做“箭壶”。随着箭壶内收集的水逐渐增多，木块托着箭杆也慢慢地往上浮，古人从盖孔处看箭杆上的标记，就能知道具体的时刻。

　　后来古人发现漏壶内的水多时，流水较快，水少时流水就慢，显然会影响计量时间的精度。于是在漏壶上再加一只漏壶，水从下面漏壶流出去的同时，上面漏壶的水即源源不断地补充给下面的漏壶，使下面漏壶内的水均匀地流人箭壶，从而取得比较精确的时刻。
　　现存于北京故宫博物院的铜壶漏刻是公元1745年制造的，最上面漏壶的水从雕刻精致的龙口流出，依次流向下壶，箭壶盖上有个铜人仿佛报着箭杆，箭杆上刻有96格，每格为15分钟，人们根据铜人手握箭杆处的标志来报告时间。
　　据梁代<<漏刻经>>记载:“漏刻之作，盖肇于轩辕之日，宣乎夏商之代”。这说明,早在公元前三、四千年的父系氏族公社时期，中华大地就已经出现了漏刻。

简仪

简仪，是元朝天文学家郭守敬发明的用于测量天体位置的天文仪器。明清两代钦天监用于观测，之后就留在北京古观象台，抗日战争前迁往南京，现陈列于紫金山天文台。
简仪的创制，是我国天文仪器制造史上的一大飞跃，是当时世界上的一项先进技术。欧洲直到三百多年之后的1598年才由丹麦天文学家第谷发明与之类似的装置。
郭守敬创制的简仪，在清康熙五十四年（公元1715年）被传教士纪理安当作废铜给熔化了。现保存在南京紫金山天文台的简仪是明代正统二年到七年（公元1437-1422年）间的复制品。

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